KR200300518Y1 - 하수 내의 침사 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 하수(sewage)에 포함되어 있는 침사(grit)를 걸러내어, 침사와 같은 물질이 처리장 후단에서 기계적 마모나 배관 내 축적, 침전조 및 소화조 내에 침전으로 인한 유효용적 감소 등을 방지하기 위한 침사 분리·제거장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 침사 제거장치는, 분리기 용기와, 상기 분리기 용기에 연결되는 유입관과, 상기 분리기 용기의 외벽으로부터 내측에 위치하는 딥플레이트(dip plate)와, 상기 딥플레이트의 내측에 위치하며, 상기 딥플레이트의 상단벽(end wall)에 연결되는 중앙축과, 상기 중앙축의 하단부에 연결되는 중앙콘과, 상기 중앙콘의 아래쪽에 위치하며, 상기 분리기 용기의 하단부 중앙에 형성되어 있는 침사 저장조와, 상기 딥플레이트의 상단에 연결되는 유출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 고안에 따르면, 종래의 침사 제거장치에 있어서의 균일하지 못한 축방향 유동이 개선되고, 침사 외에 부유물을 하수로부터 분리해 낼 수 있으며, 또한 난류를 최소화할 수 있으며, 분리성능의 향상 및 기존 침전물의 재부유를 방지할 수 있다.

Description

하수 내의 침사 제거장치{An apparatus for removing the grit from the sewage}

본 고안은, 하수(sewage)에 포함되어 있는 침사(grit)를 걸러내어, 침사와 같은 물질이 처리장 후단에서 기계적 마모나 배관 내 축적, 침전조 및 소화조 내에 침전으로 인한 유효용적 감소 등을 방지하기 위한 침사 분리·제거장치에 관한 것이다.

종래의 침사 제거장치로는, 침사를 함유하고 있는 하수를 원통형 분리기 용기 내에서 회전시켜 침사를 볼텍스(vortex) 원리에 의해 분리기 용기의 바닥으로 떨어지게 하는 방식의 것이 주로 사용되는데, 이러한 원형 침사 제거장치는 장치 내에서 복잡한 유동 패턴에 의해 야기되는 내부로의 쏠림 효과를 이용하여 침사를 용기 바닥의 중앙에 위치한 출구로 밀어내는 것이다.

상기 종래의 침사 제거장치는 비록 그 구조가 단순하지만, 장치의 단순한 구조로 인하여 유동이 복잡한 문제점이 있다. 즉, 상기 원형 침사 제거장치에 따른 유동 패턴은, 침사 제거장치의 외벽 근접부에서 발생하는 하향 나선유동과, 침사 제거장치의 중앙 근접부에서 발생하는 상향 나선유동으로 나뉘어지며, 이러한 두 나선유동 구역은 전단 구역(shear zone)에 의해 분리된다. 다른 속도로 움직이는 서로 접하는 유동구역 사이의 유체점성, 경계층 및 모멘텀(momentum) 전이효과들로 인해 속도기울기와 와류가 발생하는데, 이때 상향 나선유동과 하향 나선유동의 조합으로 인해 균일하지 못한 축방향 유동이 생기는 문제점이 있으며, 또한 규모가크다는 단점이 있다.

본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 종래의 침사 제거장치에 있어서의 균일하지 못한 축방향 유동을 개선하고, 보다 콤팩트(compact)하고, 구동부가 없는 무동력 침사 제거장치를 제공하는 데 있다.

도 1은, 본 고안에 따른 침사 제거장치의 사시도이다.

도 2는, 본 고안에 따른 또 다른 침사 제거장치의 사시도이다.

도 3은, 본 고안에 따른 침사 제거장치로부터 침사를 제거하는 방법을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1...유입관, 2...딥플레이트,

3...중앙축, 4...중앙콘,

5...침사 저장조, 7...유출관,

8...분리기 용기, 9...부유물 트랩,

10...부유물 배출구, 11...차단벽,

12...가로막, 13...환형 배플.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 침사 제거장치는,

분리기 용기와;

상기 분리기 용기에 연결되는 유입관과;

상기 분리기 용기의 외벽으로부터 내측에 위치하는 딥플레이트(dip plate)와;

상기 딥플레이트의 내측에 위치하며, 상기 딥플레이트의 상단벽(end wall)에 연결되는 중앙축과;

상기 중앙축의 하단부에 연결되는 중앙콘과;

상기 중앙콘의 아래쪽에 위치하며, 상기 분리기 용기의 하단부 중앙에 형성되어 있는 침사 저장조와;

상기 딥플레이트의 상단에 연결되는 유출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

유입관(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 분리기 용기(8) 내에 도입된 하수에 회전 유동을 발생시키기 위하여, 상기 분리기 용기(8)의 외벽 측면에 접선방향으로 연결된다. 여기서, 상기 분리기 용기(8)의 내부에는 동심(concentric)인 두 개의 공동(hollow) 실린더 형상을 갖는 딥플레이트(2)와 중앙축(3)이 배치되며, 상기 중앙축(3)의 하단에는 엎어놓은 콘 형상의 중앙콘(4)이 결합되고, 상기 분리기 용기(8)의 바닥중앙 부근에는 침사 저장조(5)가 형성된다. 한편, 상기 분리기 용기(8)의 밑바닥은 콘 형상으로 경사지게 형성되어, 침사가 상기 분리기 용기(8)의 하부 중앙에 형성되어 있는 침사 저장조(5)로 쉽게 떨어지도록 하고 있다.

상기 딥플레이트(2)는, 그 상부는 상부덮개로 막혀 있고, 그 하부는 개방되어 있는 공동(hollow)의 실린더 형상을 가지고 있으며, 상기 분리기 용기(8)의 외벽으로부터 내측으로 떨어져서 위치한다. 상기 딥플레이트(2)는 상기 분리기 용기(8) 내에서의 하수의 유동을 안정화시키고, 회전력과 전단력의 효과를 안정하게 제어함으로써 난류를 최소화하는데, 특히 상기 딥플레이트(2)를 기준으로 하여 그 외부의 빠른 유동과 그 내부의 느린 유동의 경계가 설정된다. 또한, 상기 딥플레이트(2)는 오염물질을 분리하기 위한 시간을 좀 더 확보하기 위해 유로(flow path)를 연장하는 역할을 한다.

상기 딥플레이트(2)의 내주면에는, 원주방향을 따라 돌출되게 형성되는 판상의 환형 배플(baffle)(13)이 추가적으로 구비되는 게 바람직한 데, 이는 상기 딥플레이트(2) 내에서의 오일이나 침사의 상승을 억제하는 기능을 한다.

본 고안에 따른 침사 제거장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 딥플레이트(2)와 상기 분리기 용기(8) 사이에 부유물 트랩(trap)(9)과 부유물 배출구(10)를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 부유물 트랩(9)은 상기 분리기 용기(8)의 벽과 상기 딥플레이트(2)의 벽 사이에 위치하며, 차단벽(11)에 의해 둘러싸여서 형성되는 공간이다. 상기 차단벽(11)은 상기 분리기 용기(8)의 내벽과 상기 딥플레이트(2)의 외벽에 서로 연결된다. 상기 부유물 트랩(9)의 측면에는 부유물 배출구(10)가 연결되어 있으며, 상기 부유물 배출구(10)와 상기 부유물 트랩(9) 사이에는 가로막(12)이 있어서 상기 가로막(12)을 올리거나 내려서 부유물의 배출을 조절할 수 있다.

또한, 중앙콘(4)은, 엎어놓은 콘 형상의 베플(baffle)로서 중앙축(3)의 하단부에 연결되어 있다. 상기 중앙콘(4)은, 상기 분리기 용기(8)내로 유입된 하수의 주요 유동을 상기 딥플레이트(2)의 내부 환형 공간에서 상향으로 유도하는 한편, 아래쪽의 침사 저장조(5)를 덮는 형상을 하고 있기 때문에 상기 침사 저장조(5)에 침전되어 있는 침사의 재부유를 방지한다.

중앙축(3)은 공동의 실린더 형상으로 되어있는데, 그 상단부는 상기 딥플레이트(2)의 상부덮개에 연결된다. 상기 중앙콘(4)에 의해 상기 딥플레이트(2) 내부에서 상방향으로 유도된 유동이 나선형을 계속 유지하면서 유출관(7) 쪽으로 흘러나가는데 기여한다.

상기 유출관(7)은, 상기 딥플레이트(2)의 상단부에 연결되며, 침사이 분리된 하수를 외부로 배출한다. 상기 유출관(7)을 상기 딥플레이트(2)의 내부 공간에 연결함으로써, 하수는 방출되기 전에 상기 분리기 용기(8) 내의 상기 딥플레이트(2)에 의해 나눠지는 내부, 외부 환형 공간에서 긴 나선형 유로를 지나게 된다. 따라서, 하수로부터 침사가 분리될 수 있는 시간을 증가시키고, 하수가 상기 유출관(7)에 도달할 때에는 하수 속에 침사가 사실상 없게 된다.

다음, 본 고안에 따른 침사 제거장치의 내부에서의 하수의 유동을 설명하면 다음과 같다.

하수는 유입관(1)을 통하여 접선 방향으로 분리기 용기(8) 내로 들어오며, 유입된 하수는 먼저 딥플레이트(2)와 분리기 용기(8)의 벽 사이에 형성되는 환형 공간 안을 선회한다. 여기서, 부유물은 수(水)표면으로 올라가면서 부유물 트랩(9)에 갇히게 된다.

상기 하수 유동이 종축에 대해 회전을 계속함에 따라, 하수 유동은 점차 상기 딥플레이트(2)의 하부를 향해 떨어지며, 이때 하수 내의 침사는 침사 저장조(5)로 낙하한다.

다음, 하수 유동은 외부 하향류보다 낮은 유속으로 돌면서 상기 딥플레이트(2)의 아래를 지나 상기 딥플레이트(2)와 중앙축(3) 사이의 내부 나선공간을 상향으로 유동하며, 상기 딥플레이트(2) 상부에 연결된 유출관(7)을 통하여 외부로 배출된다.

이와 같이, 하수는 유입관(1)을 통하여 분리기 용기(8) 내로 유입된 후, 유출관(7)을 통하여 분리기 용기(8)를 빠져나가기 전에, 딥플레이트(2) 외부에서는 하향 나선운동, 딥플레이트(2) 내부에서는 상향 나선운동을 한다. 하수가 이러한 긴 나선운동 경로를 거치도록 함으로써, 하수가 침사 분리장치에 들어와서 빠져나가기까지의 시간을 증가시킴과 동시에, 하수로부터 침사 등을 분리하기 위한 시간을 충분히 확보할 수 있게 된다. 따라서, 하수가 출구에 도달할 때에는 침사와 부유물이 거의 제거된 상태가 된다.

한편, 침사 저장조(5)에 모여 있는 침사를 침사 제거장치로부터 제거하는 방법으로는, 도 3에 도시한 것과 같은 것이 있다.

밸브(15)가 열리면서 용수가 침사 저장조(5)의 중앙 하단부의 개구(14)를 통하여 상기 침사 저장조(5)로 들어오면서 단단하게 굳어있는 침사를 분쇄하고, 상기 침사 저장조(5)에 가라앉아 있는 유기물질이 가라앉은 침사로부터 분리되도록 하여 재부유시킨다.

이후, 플러그 밸브(16)를 열어 침사 슬러리(slurry)을 침사 분류기(17)로 보낸다. 상기 침사 분류기(17)는, 침사를 침사 컨테이너(18)로 보내는 컨베이어 밸트와 침사가 제거된 물을 배출하는 배출구를 구비하고 있다. 탈수처리된 침사는 상기 침사 분류기(17)를 빠져나와 상기 침사 컨테이너(18)로 보내지고, 침사가 제거된 물은 상기 침사 분류기(17)에 있는 배출구를 통하여 배출된다.

상기한 구성의 본 고안에 따르면, 종래의 침사 제거장치에 있어서의 균일하지 못한 축방향 유동이 개선되고, 침사 외에 부유물을 하수로부터 분리해 낼 수 있다. 또한, 난류를 최소화할 수 있으며, 분리성능의 향상 및 침전물의 재부유를 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 하수로부터 침사(grit)을 제거하는 침사 제거장치에 있어서,

   분리기 용기(8)와;

   상기 분리기 용기(8)에 연결되는 유입관(1)과;

   상기 분리기 용기(8)의 외벽으로부터 내측에 위치하는 딥플레이트(dip plate)(2)와;

   상기 딥플레이트(2)의 내측에 위치하며, 상기 딥플레이트(2)의 상부덮개(upper cap)에 연결되는 중앙축(3)과;

   상기 중앙축(3)의 하단부에 연결되는 중앙콘(4)과;

   상기 중앙콘의 아래쪽에 위치하며, 상기 분리기 용기의 하단부 중앙에 형성되어 있는 침사 저장조(5)와;

   상기 딥플레이트(2)의 상단에 연결되는 유출관(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 침사 제거장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 딥플레이트(2)와 상기 분리기 용기(8) 사이에 부유물 트랩(trap)(9)과 부유물 배출구(10)와 가로막(12)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 침사 제거장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유입관(1)은 분리기 용기(8) 내에서 회전 유동을 발생시키기 위해, 분리기 용기(8) 외벽의 측면에 접선방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 침사 제거장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 딥플레이트(2)는, 그 하단부가 개방되어 있는 공동(hollow)의 실린더 형상인 것을 특징으로 하는 침사 제거장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 딥플레이트(2)는, 그 내주면에 원주방향으로 돌출되게 형성되는 판상의 환형 배플(baffle)(11)을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 침사 제거장치.